基于状态的维修在飞机外场维修保障中的应用研究

基于状态的维修在飞机外场维修保障中的应用研究

翁洋  欧阳成   余尚霖   张莹弟   杜迟

航空工业陕西飞机工业有限公司  陕西汉中   732000

摘要：随着经济的快速发展，越来越多的人会选择飞机作为最常用的出行方式。这种趋势推动了民用航空市场的快速发展和壮大。在民用航空航线管理中，飞机航线维修是非常重要的环节，及时且良好的维护不仅能够提高航班运行效率，还能确保飞机飞行的适航与安全性。但是，在航空公司日益增多的情况下，乘客对航空公司航班的准点期望越来越高，但是维修周期越来越短、维修工作量越来越大、进而导致维修差错的发生概率也越来越大、维修工作也越来越复杂。文章对基于状态的维修在飞机外场维修保障中的应用进行了研究分析，以供参考。

关键词：状态维修；飞机；维修保障

1前言

维修方案是航空公司针对飞机开展例行维修工作的指导性文件，也是保证飞机满足安全适航的指导性文件。目前，国内各航司主要依据飞机制造厂商给出的对应机型的维修计划文件(MPD)来编写自己的维修方案内容。但由于飞机制造厂商在飞机设计之初制定的定期维修工作检查间隔相对保守，据此编制的维修方案就给航司的实际运营增加了维修成本。因而，如何结合飞机实际维护经验，利用积累的维修数据来调整和优化维修工作检查间隔，最终制定出合理的客户化维修方案，对于航空公司乃至民航业的发展都具有重要意义。

2维修优化分析过程

2.1维修决策过程

飞机其内部出现的耗损与随机发生的故障问题中，维修在某种程度上对飞机所使用的时间、失效模式与故障率的位置造成影响。因此，必须科学合理地选择合适的维修方式，最大程度避免或者减少飞机出现故障对其造成的危害性。飞机维修方式有多种，例如，计划维修、事后维修等，使用哪种方式主要依据造成故障的原因、最终后果与优化的要求与标准决定。所以在进行维修优化决策前，必须全面分析故障的模式与影响分，再对维修优化的最终目的完成确认即可。使用RCM规范化的逻辑决断方式，能够获得高效的维修活动，维修优化的最终目的是在有限的资源限制范围内，使用最合适的维修计划尽可能降低维修过程停工造成的损失。要想对维修活动完成量化分析，对维修工作的具体内容与频度进行优化，就要创建维修优化分析的总体框架。在创建框架前，最关键的是对每个部件完成可靠性的分析，确认部件级的维修活动量化模型。接着经过部件具备的特征与系统特征存在的联系，对维修活动与系统特征的量化关系进行确认。最终从整体角度考虑对维修决策产生影响的每种优化分析指标，例如，工作人员的安全、环境的安全、资金的损耗、生产与维修投入的成本等，另外，还应该让决策者对这些指标的偏好程度进行及时的确定，进而完成优化决策，推动维修工作人员完成分析。

2.2维修优化分析框架

为详细地刻画维修优化分析的全部过程，需要引入影响图对维修优化分析框架做好形象的描述，一共有三种不同的节点，决策节点是决策人员在决策活动过程中的一种状态，具体包括部件的可靠性、维修活动等；机会节点是一种具体状态，这种状态可以用随机的变量进行描述；价值节点是系统维修优化的整体效用函数。效用是存在故障的时候决策人员对最终的后果产生的收益与损失价值的偏好感觉或者体现出的数量指标。要想制作效用函数，决策人员需要依据风险偏好的具体程度对优化指标之间的差异性进行全面的分析，并将其全部转变成一种类型的指标进行处理，例如，使用经济方面造成的损失指标作为统一的优化分析指标。维修活动、部件具备的特征、系统特征与效用函数之间息息相关。经过维修活动能够让飞机部件的可靠性得到保障，进而对部件特征的实际取值产生影响。依据部件特征与系统特征二者具备的逻辑联系，就能够对系统特征的最终取值进行确定。不管是部件特征还是系统特征，都属于随机变量。在具体的维修优化分析过程中，必须获得随机变量数学期望平均值。维修优化分析的总体框架体现出飞机维修优化全过程。值得重视的是，优化分析能够在具备差异性系统层次运行，可以选择整个系统作为分析优化的对象，或者选择其中一个子系统作为分析优化对象。

3飞机航线维修中应注意的几个问题

3.1人为的影响

在飞机航线维修过程中，人是一个重要的影响因素。在飞机维修中，维修工作是一种积极主动的行为，维修人员在工作要有自己的思考方式和方法，能够及时地找到与工作任务有关的问题，并对工作进行反思，制定改进对策，保证维修工作的质量。

3.2环境因素

环境是飞机航线维修的关键影响因素，主要分为自然环境和内部环境两种。其中，自然环境的主要影响是指风、霜、雨、雪给飞机运行带来的危险，比如，大风天气会使得维修梯架、车辆不断移动，与飞机发生碰撞；下雨时，雨水会渗入机舱，造成电气飞机的损伤；降雪可导致机翼表面结冰，严重影响飞机的飞行性能，并可能引起一系列的安全事故。而内部环境主要是针对维修人员的工作条件。维修人员的工作环境是维修工作的重要保证，当工作环境出现不安全因素时，将会对维修人员的工作质量造成负面的影响。比如，停机坪噪声过大，会降低维修人员的听力；在炎热的气候下，员工可能会出现中暑现象；往返的接驳车辆将维修工人置于交通危险之中；在进行高空作业的过程中，如果不采取任何的安全措施，将会对维修人员的生命造成威胁；飞机燃油箱内的易燃蒸气、空气封闭等因素会导致人员发生安全事故，并产生安全隐患。因此，如何降低内外部因素影响，是提高飞机航线维修安全的关键。

4民用飞机航线维修方案流程

咨询通告AC-121/135-53R1《民用航空器维修方案》和AC-121-54R1《可靠性方案》中明确指出：航空运营人可根据可靠性方案收集的数据，采取可控制的方式（抽样试验、维修数据统计分析或其他支持数据等），适当调整维修间隔和维修控制方式/维修任务，达到降低运行成本和提高经济效益的目的。IP44中也指出，要开发和使用一个流程，以支持MRB的持续分析和优化。咨询通告AC-91-026R1《航空器计划维修要求的编制》在IP44的基础上给出了更具体的维修任务优化流程，将其分为4个步骤：数据收集、数据分析、工程分析、优化建议，充分体现了IP44的相关要求。本文在此基础上引入项目介绍、风险评估等环节，优化了整个流程：客观收集数据，逐层向下分析，直至得到合理的评估结果；评估过程中尽量体现评估的客观性，以减少工程师主观判断对评估结果的影响。1）项目介绍简述待优化维修方案项目的基本信息，需明确项目类别是否为缺陷发现类（除润滑、勤务、报废、恢复以外的维修方案项目），并基于对相关系统原理的分析与理解，确定该维修项目的执行目的（如确保某功能、预防某功能失效等）。需要注意的是，仅对缺陷发现类项目才会继续执行后续可靠性数据的统计和评估，否则终止分析。2）风险评估首先，需分析待优化维修方案项目要确保的功能，以及一旦失效会造成的影响和后果。其次，需分析少执行或者不执行该维修方案项目而导致关联故障发生的可能性（即关联故障发生时，有无缓解措施）以及失效后果的严重性。通过风险分析方法（如风险矩阵等）综合评估维修间隔改变可能导致的风险，确保风险在可控范围内，则继续执行后续分析，否则终止分析。3）数据收集通过收集整理与待优化维修方案项目相关的实际维修数据（即在定期维修工作和航线维修中实际的缺陷发现情况），计算得到相应的缺陷发现率。当结果低于相应FEC类别允许的缺陷发现率时，认为该维修方案项目可能存在优化空间，故继续执行后续评估，否则终止分析。4）数据分析当上述风险评估值、缺陷发现率以及样本量数据（涉及抽样时适用）均满足要求时，给出同意延长该项目维修间隔的初步评估意见，否则不同意延长。若初步结论为可延长，当样本量数据足够时，利用数理统计方法进行失效分布模型拟合，并依据相应FEC类别允许的缺陷发现率，得出可允许的最大维修间隔，否则不做此步间隔分析。5）工程分析专业工程技术人员通过剖析系统原理，综合考虑故障影响、计算间隔结果（若适用）、缓解/监控措施（若有）、定检任务组包、航线环境等因素，确定最终的客户化维修间隔。6）优化建议针对上述分析得出的结果，若批准延长该维修方案条目间隔，则后续将使用可靠性方案以及实际维修管理数据（如SDR事件、航班不正常事件、部件非计划拆换、故障率等指标）进行持续动态监控，以确保调整后维修方案的安全性、可靠性和有效性。一旦发现异常，及时介入调查，确认间隔不合理后，立即将相关项目缩短至原间隔。

结语

可靠性为中心的维修是将飞机的故障模式与产生影响的最终效果系统分析作为前提，其出发点并不仅仅是增强可靠性与利用率，而是对经济性等进行全面的考虑，就是使用最经济的方式加强可靠性。因此，使用的方式是用技术的分析来代替经验规定，技术分析的最终结果能够作为维修决策的依据。

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